CN113494467B - 具有温度补偿的风扇控制电路及其风扇控制方法 - Google Patents

Abstract

一种具有温度补偿的风扇控制电路，包括启闭单元与转速调整单元。启闭单元根据负载信号判断负载量大于等于可调启动阈值时，控制风扇进入工作模式；在工作模式且启闭单元判断负载量小于调速阈值时，启闭单元将风扇的转速值维持在第一固定转速；转速调整单元判断负载量大于等于调速阈值时，转速调整单元根据负载量的大小调整转速值；转速调整单元根据温度信号产生转速位移量，且提供转速位移量补偿转速值。

Description

具有温度补偿的风扇控制电路及其风扇控制方法

技术领域

本发明有关一种具有温度补偿的风扇控制电路及其风扇控制方法，尤指一种使用负载量与温度的变化控制风扇转速的风扇控制电路及其风扇控制方法。

背景技术

现今电子设备中，由于越来越注重能源的高功率密度及高处理效率，因此对于对电子设备解热能力的需求越来越注重。其中，为了提升对电子设备的解热能力，通常使用风扇来对电子设备进行散热。但是由于电子设备在待机状态时，所产生的热量较低，对电子设备解热能力的需求并不高，因此在电子设备在待机状态或负载量不大时通常控制风扇在低转速运转，且当电子设备所产生的热量较高时，提升风扇的转速，以提供较佳的解热能力。

风扇对电子设备解热的控制方式，通常是利用检测电子设备的温度而调整风扇的转速。在电子设备温度较低时，风扇使用低转速对电子设备进行散热，且在电子设备温度较高时，风扇使用高转速对电子设备进行散热。但是利用检测电子设备温度的高低来控制风扇往往会在电子设备负载量瞬间提升的情况下，温度滞后提升而使得风扇延后提升转速，造成风扇无法及时的提供较佳的解热能力。

所以，如何设计出一种具有温度补偿的风扇控制电路，利用负载量的变化控制风扇的转速值，在利用温度补偿的方式根据温度的变化调整风扇的转速值，乃为本案发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种具有温度补偿的风扇控制电路，以克服已知技术的问题。因此，本发明具有温度补偿的风扇控制电路包括：启闭单元，接收对应负载的负载量的负载信号，且耦接风扇。及转速调整单元，接收负载信号与对应负载的温度的温度信号，且耦接风扇。其中，启闭单元设定可调启动阈值，且根据负载信号判断负载量大于等于可调启动阈值时，控制风扇进入工作模式；在工作模式且启闭单元判断负载量小于调速阈值时，启闭单元控制风扇进入定速模式，且将风扇的转速值维持在第一固定转速；转速调整单元判断负载量大于等于调速阈值时，转速调整单元控制风扇进入调速模式，且转速调整单元根据负载量的大小调整转速值；转速调整单元根据温度信号产生转速位移量，且在风扇进入工作模式时，提供转速位移量补偿转速值。

于一实施例中，转速调整单元设定调速阈值为第一调速阈值，且根据转速位移量位移调速阈值为第二调速阈值；在定速模式时，转速调整单元根据转速位移量调整转速值为第二固定转速；在转速值为第二固定转速，且温度满足第二调速阈值时，转速调整单元控制风扇进入调速模式。

于一实施例中，转速调整单元设定调速阈值为第一调速阈值，且根据转速位移量位移调速阈值为第二调速阈值；在风扇进入定速模式，且温度满足第二调速阈值时，转速调整单元控制风扇进入调速模式。

于一实施例中，启闭单元包括：启动电路，接收负载信号与启动信号。及开关单元，耦接启动电路与风扇。其中，启动电路根据负载信号与启动信号判断负载量是否大于等于可调启动阈值而提供第一控制信号，开关单元根据第一控制信号而导通或关断而控制风扇进入工作模式。

于一实施例中，转速调整单元包括：温度补偿电路，接收负载信号与温度信号。及转速调整电路，耦接温度补偿电路。及晶体管，耦接温度补偿电路与风扇。其中，温度补偿电路根据温度信号提供补偿值补偿负载信号为第二控制信号，转速调整电路根据第二控制信号提供驱动信号至晶体管，晶体管根据该驱动信号的大小调整风扇的转速值。

于一实施例中，启闭单元更包括：迟滞单元，耦接启动电路与开关单元。其中，迟滞单元根据第一控制信号而提供迟滞信号至开关单元；迟滞信号控制开关单元在负载量大于等于可调启动阈值的启动点时导通，以控制风扇进入工作模式，且控制开关单元在负载量小于可调启动阈值的关断点时关断，以控制风扇进入待机模式。

于一实施例中，风扇控制电路通过控制信号控制转速值，且控制信号为脉宽调变信号；在定速模式时，启动单元控制控制信号为具有固定频率与占空比的脉宽调变信号，以维持转速值在第一固定转速；在调速模式，转速调整单元根据负载量的大小调整脉宽调变信号的频率或占空比，以调整转速值。

于一实施例中，风扇控制电路通过控制信号控制转速值，且控制信号为电压；在定速模式时，启动单元控制电压为固定电压，以维持转速值在第一固定转速；在调速模式，转速调整单元根据负载量的大小调整电压的大小，以调整转速值。

于一实施例中，启闭单元通过阈值设定单元设定可调启动阈值，且阈值设定单元为可变电阻、精密可变电阻、多段分压电路、多段比较电路、多段触动开关、指拨开关及微控制器的其中一者。

为了解决上述问题，本发明提供一种具有温度补偿的风扇控制方法，以克服已知技术的问题。因此，本发明具有温度补偿的风扇控制方法包括下列步骤：根据负载信号得知负载的负载量，且根据温度信号得知负载的温度。设定可调启动阈值，且判断负载量大于等于可调启动阈值时，控制风扇进入工作模式。在工作模式且判断负载量小于调速阈值时，控制风扇进入定速模式，且将风扇的转速值维持在第一固定转速。在工作模式且判断负载量大于等于调速阈值时，控制风扇进入调速模式，且根据负载量的大小调整转速值。及根据负载的温度设定转速位移量，且在风扇进入工作模式时，提供转速位移量补偿转速值。

于一实施例中，更包括：设定调速阈值为第一调速阈值。在定速模式时，根据转速位移量调整转速值为第二固定转速。及在调速模式时，根据负载量调整转速值，且根据转速位移量位移转速值。

于一实施例中，更包括：设定调速阈值为第一调速阈值，且根据转速位移量位移调速阈值为第二调速阈值。及在风扇进入定速模式，且温度满足第二调速阈值时，控制风扇进入调速模式。

于一实施例中，更包括：在负载量大于等于可调启动阈值的启动点时，控制风扇进入工作模式。及在负载量小于可调启动阈值的关断点时控制风扇进入待机模式。

于一实施例中，控制转速值的控制信号为脉宽调变信号，且控制方法包括：在定速模式时，控制控制信号为具有固定频率与占空比的脉宽调变信号，以维持转速值在第一固定转速。及在调速模式，根据负载量的大小调整脉宽调变信号的频率或占空比，以调整转速值。

于一实施例中，控制转速值的控制信号为电压，且控制方法包括：在定速模式时，控制电压为固定电压，以维持转速值在第一固定转速。及在调速模式，根据负载量的大小调整电压的大小，以调整转速值。

本发明的主要目的及功效在于，使用负载的负载量的变化来对应控制风扇的转速，且同使用负载的温度变化来对应位移转速值，其相较于使用温度的变化，可达成超前预测负载温度而预先提供解热能力，且提供相应的温度补偿而大幅提高解热能力的功效。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明具有温度补偿的风扇控制电路的电路方块图；

图2A为本发明具有温度补偿的风扇控制电路的转速值第一实施例的曲线图；

图2B为本发明具有温度补偿的风扇控制电路的转速值第二实施例的曲线图；

图3A为本发明具有温度补偿的风扇控制电路第一实施例的电路图；

图3B为本发明具有温度补偿的风扇控制电路第二实施例的电路图；及

图3C为本发明具有温度补偿的风扇控制电路第三实施例的电路图。

其中，附图标记：

100、100’、100”…风扇控制电路

10、10’…启闭单元

102…启动电路

104…阈值设定单元

106…开关单元

108…迟滞单元

20…转速调整单元

202…温度补偿电路

204…转速调整电路

206…电压随耦单元

EA…误差放大器

X…第一端

Y…第二端

Q1…第一晶体管

Q2…第二晶体管

200…负载

300…风扇

Sa…负载信号

St…温度信号

Ss…启动信号

Sp…转速信号

Sd…驱动信号

Sh…迟滞信号

Sc…控制信号

Sc1…第一控制信号

Sc2…第二控制信号

Vref…参考电压

Vcc…工作电压

A～C…可调启动阈值

A1…启动点

A2…关断点

Vl…负载量

Sv…转速值

Su…上限值

Vs…转速位移量

Vc…补偿值

Mw…工作模式

Mf…定速模式

Ms…调速模式

Mm…全速模式

Mh…迟滞模式

My…待机模式

S1…第一固定转速

S2…第二固定转速

B1…第一调速阈值

B2…第二调速阈值

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1为本发明具有温度补偿的风扇控制电路的电路方块图。风扇控制电路100耦接负载200与风扇300，且根据负载200的状况调整风扇300的转速，以对负载200进行散热。风扇控制电路100包括启闭单元10与转速调整单元20，启闭单元10用以接收对应负载200的负载量的负载信号Sa，负载量为轻载或重载的状况会反应在负载信号Sa的数值上。转速调整单元20用以接收负载信号Sa与对应负载200的温度的温度信号St，负载200的温度高低会反应在温度信号St的数值上。其中，负载200可以为电子电路(例如机板)、电子设备(例如服务器)、电源供应器设备等实体装置。

风扇控制电路100根据负载200的状况控制风扇300的运作模式，在风扇控制电路100被驱动，但风扇300未运转时称为待机模式，反之则称为工作模式。在工作模式，且风扇300转速值为固定值的低转速时称为定速模式。在风扇300转速随负载200的状况调整时称为调速模式，且在风扇300转速到达上限时称为全速模式。启闭单元10设定可调启动阈值，且根据负载信号Sa判断负载量大于等于可调启动阈值时，启闭单元10控制风扇300由待机模式进入工作模式，使风扇300开始被驱动。在风扇300为工作模式且启闭单元10判断负载量小于调速阈值时，代表负载200仍处于风扇控制电路100设定的轻载状态。此时，启闭单元10控制风扇300进入定速模式。定速模式为，启闭单元10将风扇300的转速值维持在转速值较低的第一固定转速，以在负载200处于轻载状态时，风扇控制电路100能够控制风扇300提供基本的解热能力。

在风扇300为工作模式，且转速调整单元20判断负载量大于等于调速阈值时，代表负载200已脱离风扇控制电路100设定的轻载状态，需要开始提升解热能力。此时，转速调整单元20控制风扇300进入调速模式。调速模式为，转速调整单元20根据负载量的大小调整风扇300的转速值，以因应负载量的的变动而控制风扇300提供对应地解热能力。最后，在负载量已提升至风扇300转速值的上限时，风扇300进入全速模式。此时，转速调整单元20控制风扇300的转速值维持在上限值，以提供负载200最佳的解热能力。其中，在风扇300处于工作模式时，风扇控制电路100提供温度补偿机制，以因应负载200温度的变化而增加或减少解热能力。具体而言，转速调整单元20根据负载200的温度设定转速位移量，其利用温度信号St得知负载200温度的变化，以根据温度信号St的变化产生转速位移量的变化。在风扇300进入工作模式时，转速调整单元20提供转速位移量补偿转速值。在温度较高时，转速调整单元20补偿较多的转速位移量，以提高较多的转速值。反之，在温度较低时，转速调整单元20补偿较少的转速位移量，以提高较少的转速值。

值得一提，于本发明的一实施例中，风扇控制电路100可以为由电子元件组成的电路，电子元件可以为通用性元件(即一般的电阻、电容等元件)或是集成电路元件(集成电路元件通过封装技术可构成模拟控制器)。除此之外，风扇控制电路100也可以为软件或固件控制的微控制器。在风扇控制电路100为由电子元件组成的电路时，控制风扇300转速值的控制信号Sc为电压的形式，风扇控制电路100通过调整电压的高低来调整风扇300的转速值。在风扇控制电路100为软件或固件控制的微控制器时，控制风扇300转速值的控制信号Sc为脉宽调变信号(PWM)的形式，风扇控制电路100通过调整脉宽调变信号的脉宽(或频率)来调整风扇300的转速值。

另外一方面，配合风扇控制电路100的类型，启闭单元10可搭配其类型选择软件、硬件或固件的方式设定可调启动阈值。在硬件方面，启闭单元10可使用例如但不限于，(精密)可变电阻、多段分压电路(例如电阻分压)、多段触动开关、指拨开关、多段比较电路等方式设定可调启动阈值。在软件与固件方面，启闭单元10可使用指定参数的方式，将可调启动阈值写入微控制器之中。

进一步而言，由于负载200负载量的提升会造成负载200的温度增加，但是在负载量提升的瞬间，温度尚未提高，因此负载200温度变化会滞后负载量的变化。所以本发明的主要目的在于，使用负载量的变化来对应控制风扇300的转速，其相较于使用温度的变化，可达成超前预测负载200温度而预先提供解热能力的功效。除此之外，由于实际上负载200工作的环境不尽相同，其工作环境会影响到负载200的实际温度，因此本发明再利用检测负载200的实际温度而提供相应的温度补偿转速值，更可达成大幅提高解热能力的功效。

请参阅图2A为本发明具有温度补偿的风扇控制电路的转速值第一实施例的曲线图、图2B为本发明具有温度补偿的风扇控制电路的转速值第二实施例的曲线图，再配合参阅图1。如图2A所示，启闭单元10设定风扇300启动的可调启动阈值A～C，且在负载量Vl大于等于可调启动阈值A～C时，启闭单元10启动风扇300，使风扇300进入工作模式Mw中的定速模式Mf。其中，可调启动阈值A～C可以为操作者人为设定，或者风扇控制电路100根据与负载200通信(图未示)所获得的负载预设条件而自动地设定。此时，风扇300的转速值Sv维持在第一固定转速S1。然后，转速调整单元20根据负载200脱离轻载的时点设定调速阈值为第一调速阈值B1，在负载量Vl低于第一调速阈值B1时，启闭单元10将风扇300的转速值Sv维持在第一固定转速S1，且在负载量Vl高于第一调速阈值B1时，转速调整单元20控制风扇300进入调速模式Ms。在风扇300进入调速模式Ms时，转速调整单元20根据负载量Vl的大小调整转速值Sv。最后，在负载量Vl已提升至风扇300转速值Sv的上限值Su时，风扇300进入全速模式Mm。

在风扇300进入工作模式Mw时，转速调整单元20根据负载200的温度设定转速位移量Vs，转速位移量Vs的变化对应负载200温度的变化，且转速调整单元20提供转速位移量Vs补偿转速值Sv。在定速模式Mf时，转速调整单元20根据转速位移量Vs调整转速值Sv为第二固定转速S2。同时，转速调整单元20根据转速位移量Vs位移调速阈值为第二调速阈值B2。由于调速阈值根据对应负载温度的转速位移量Vs而被位移，因此会导致风扇300提前或滞后进入调速模式Ms。在此实施例中，由于温度的上升，使得调速阈值B1的点位被提前至调速阈值B2的点位，以因应温度的上升而提前提供较佳地解热能力。

举例而言，假设负载200温度为20度时，风扇300的转速值Sv维持在第一固定转速S1，且由第一调速阈值B1进入调速模式Ms。假设负载200温度为30度时，风扇300的转速值Sv维持在第二固定转速S2，且由第二调速阈值B2进入调速模式Ms。当风扇控制电路100根据负载信号Sa得知负载200的负载量Vl为轻载时，启闭单元10启动风扇300，且控制风扇300进入定速模式Mf。在定速模式Mf时，转速调整单元20根据温度信号St得知负载200的温度。当负载量Vl持续上升，且负载200的温度在20度以下时，转速调整单元20控制风扇300的转速值Sv维持在第一固定转速S1，且在第一调速阈值B1控制风扇300进入调速模式Ms。当负载量Vl持续上升，且转速调整单元20得知负载200的温度在30度时，转速调整单元20控制风扇300的转速值Sv维持在第二固定转速S2，且提前在第二调速阈值B2控制风扇300进入调速模式Ms。

在调速模式Ms时，转速调整单元20根据负载量Vl调整转速值Sv，且根据转速位移量Vs位移转速值Sv。利用转速调整单元20在定速模式Mf与调速模式Ms时，根据负载200的温度补偿转速位移量Vs，以提供较为合适负载200的转速值Sv，进而提高风扇300对负载200的解热能力。意即，在调速模式Ms，且负载量Vl持续上升时，若温度产生了变化，转速值Sv的上升并非为固定的斜率上升，而是以非线性的曲线上升。最后，在负载量Vl低于可调启动阈值A～C时，启闭单元10关断风扇300，使风扇300处于待机模式My。

如图2B所示，风扇300的转速值Sv在工作模式Mw时的曲线皆与图2A相同，其差异在于转速位移量Vs的补偿方式。具体而言，在此实施例中的定速模式Mf下，风扇300的转速值Sv始终维持在第一固定转速S1。转速调整单元20根据负载脱离轻载的时点设定调速阈值为第一调速阈值B1，且根据转速位移量Vs位移调速阈值为第二调速阈值B2(转速值Sv仍然在第一固定转速S1)。由于调速阈值根据对应负载温度的转速位移量Vs而被位移，因此会导致风扇300提前或滞后进入调速模式Ms。举例而言，假设负载200温度为20度时，由第一调速阈值B1进入调速模式Ms，且转速值Sv由第一固定转速S1开始往上调整。且假设负载200温度为30度时，由第二调速阈值B2进入调速模式Ms，且转速值Sv仍然由第一固定转速S1开始往上调整。当风扇控制电路100根据负载信号Sa得知负载200的负载量Vl为轻载时，启闭单元10启动风扇300，且控制风扇300进入定速模式Mf。在定速模式Mf时，转速调整单元20根据温度信号St得知负载200的温度。当负载量Vl持续上升，且负载200的温度在20度以下时，转速调整单元20在第一调速阈值B1控制风扇300进入调速模式Ms。当负载量Vl持续上升，且转速调整单元20得知负载200的温度在30度时，转速调整单元20提前在第二调速阈值B2控制风扇300进入调速模式Ms。

再参阅图2B，风扇300转速的控制模式更包括迟滞模式Mh。迟滞模式Mh是为了避免风扇300的负载量Vl在可调启动阈值A～C附近时，负载量Vl的往复上升下降而造成风扇300多次的启动/关闭的状况。因此，风扇控制电路100设定可调启动阈值A1(即点位A的位置)为启动点，且可调启动阈值为关断点A2，关断点的所对应的负载量Vl低于启动点A1所对应的负载量Vl。在启闭单元10启动风扇300使风扇300进入工作模式Mw后，若负载量Vl回到启动点A1时，风扇控制电路100暂时不会控制风扇300停转而进入待机模式My。须等到负载量Vl再降低至关断点A2时，风扇控制电路100才控制风扇300停转而进入待机模式My。如此，可避免风扇300多次的启动/关闭而造成风扇300易于损坏的状况。值得一提，由于图2A、图2B的转速曲线会根据对应负载温度的转速位移量Vs而被位移，产生图2A、图2B的转速曲线被平移的效果，使得在温度变高时，通过转速曲线的平移而增加相应的解热能力。此外，迟滞模式Mh同样可应用于图2A的实施例当中，详细迟滞控制方式可配合参阅图2B，在此不再加以赘述。

请参阅图3A为本发明具有温度补偿的风扇控制电路第一实施例的电路图，再配合参阅图1～图2B。在此实施例中，风扇控制电路100为由电子元件(通用性元件或集成电路元件)组成的电路。启闭单元10包括启动电路102、阈值设定单元104及开关单元106，且启动电路102耦接阈值设定单元104与开关单元106。启动电路102根据负载信号Sa与由阈值设定单元104所提供的启动信号Ss判断负载量Vl是否大于等于可调启动阈值A～C而提供第一控制信号Sc1至开关单元106，开关单元106根据第一控制信号Sc1而导通或关断，以控制至风扇300的转速值Sv。于本发明的一实施例中，为方便示意，阈值设定单元104以可调电阻为代表，但不以此为限。其例如但不限于，可以为触动开关、多段分压电路、微控制器等方式实施。阈值设定单元104所设定的参数或状态，即为代表图2A或图2B可调启动阈值A～C的点位。

具体而言，阈值设定单元104为可变电阻时，通过设定可变电阻的电阻值而设定可调启动阈值A～C。启动电路102可以由误差放大器EA与第一晶体管Q1所构成，且误差放大器EA耦接第一晶体管Q1。误差放大器EA接收对应负载量Vl的负载信号Sa与可调启动阈值A～C所代表的启动信号Ss(启动信号的信号值即对应可调启动阈值A～C)，且根据负载信号Sa与启动信号Ss控制第一晶体管Q1，使第一晶体管Q1提供第一控制信号Sc1至开关单元106。开关单元106耦接第一晶体管Q1、转速调整单元20及风扇300，且当第一控制信号Sc1导通开关单元106时，风扇300的输入端接收工作电压Vcc(即固定电压)，以控制风扇300的转速量Sv固定在第一固定转速S1而进入工作模式Mw中的定速模式Mf。反之，当第一控制信号Sc1关断开关单元106时，风扇300尚未运转而处于待机模式My。

转速调整单元20包括温度补偿电路202、转速调整电路204及第二晶体管Q2，转速调整电路204耦接温度补偿电路202与第二晶体管Q2，且第二晶体管Q2耦接风扇300。温度补偿电路202根据温度信号St提供补偿值Vc补偿负载信号Sa为第二控制信号Sc2，且转速调整电路202接收第二控制信号Sc2与参考电压Vref。其中，补偿值Vc的提供者如同阈值设定单元104，也可以为可变电阻、触动开关、多段分压电路、微控制器等方式实施。转速调整电路204根据第二控制信号Sc2与参考电压Vref提供驱动信号Sd至第二晶体管Q2，使第二晶体管Q2调整转速信号Sp的电压大小(即第二晶体管Q2并非仅作为开关使用)。当转速信号Sp的电压大小超过了开关单元106导通时的电压时，风扇300进入工作模式Mw中的调速模式Ms。此时，风扇300的转速值Sv根据转速信号Sp的电压大小而变化。因此，转速调整单元20除了可根据负载量Vl调整风扇300的转速值Sv外，也同时根据对应温度的补偿值Vc提供转速位移量Vs(即转速信号Sp直接反映负载量Vl加上温度补偿后的最终信号)。值得一提，图1所示的控制信号Sc在图3A中可代表工作电压Vcc与转速信号Sp。

具体而言，温度补偿电路202可包括热敏电阻(即依据温度变化的可变电阻)，通过热敏电阻(NTC)的负温度系数变化，使得温度补偿电路202提供补偿值Vc补偿负载信号Sa。其中，补偿值Vc的大小对应转速位移量Vs的大小。转速调整电路204可以为误差放大器EA所构成的放大电路，且误差放大器EA耦接第二晶体管Q2。误差放大器EA接收第二控制信号Sc2与参考电压Vref，且根据第二控制信号Sc2与参考电压Vref提供驱动信号Sd控制第二晶体管Q2，使第二晶体管Q2提供受驱动信号Sd控制电压大小的转速信号Sp至风扇300。进一步而言，启闭单元10与转速调整单元20控制风扇300的方式相似于逻辑闸”OR”的概念，当第一控制信号Sc1导通开关单元106时，风扇300的输入端接收工作电压Vcc而控制风扇300的转速量Sv固定在第一固定转速S1，在转速信号Sp的电压超过工作电压Vcc时，则依转速信号Sp控制风扇300的转速量Sv。其中，图2A实施例的曲线图可利用图3A的风扇控制电路100实施。

再参阅图3A，转速调整单元20更可包括电压随耦单元206。电压随耦单元206耦接温度补偿电路202，且接收负载信号Sa。电压随耦单元206有极高的输入阻抗以及极小的输出阻抗，使得电压随耦单元206能够隔离功率级(意即风扇300或驱动风扇300的驱动电路)与小信号级(意即风扇控制电路100)，使提供至风扇控制电路100的负载信号Sa不会受到功率级大电力的影响而失真，进而提高风扇控制电路100判断负载量Vl大小的准确度。

值得一提，于本发明的一实施例中，启闭单元10与转速调整单元20可分别包括第一单向导通元件D1与第二单向导通元件D2。第一单向导通元件D1耦接开关单元106与风扇300，且第二单向导通元件D2耦接第二晶体管Q2与风扇300。第一单向导通元件D1与第二单向导通元件D2可以为二极管、闸流体等具有正方向顺偏，反方向逆偏的电子元件。第一单向导通元件D1用以防止转速信号Sp的电压超过工作电压Vcc时，电力逆向回灌至启闭单元10而造成启闭单元10的故障。反之，第二单向导通元件D2的功能亦是如此。。此外，于本发明的一实施例中，启动电路102、阈值设定单元104、开关单元106、温度补偿电路202及转速调整电路204内部电路可以不以图3A的架构为限。换言之，举凡可实现上述各单元的控制方式的电路、软件或固件结构，皆应包含在本实施例的范畴当中。

请参阅图3B为本发明具有温度补偿的风扇控制电路第二实施例的电路图，再配合参阅图1～图3A。在此实施例中，风扇控制电路100’也为由电子元件(通用性元件或集成电路元件)组成的电路。本实施例的风扇控制电路100’与图3A第一实施例的风扇控制电路100差异在于，启闭单元10’更包括迟滞单元108。迟滞单元108耦接启动电路102与开关单元106，且根据第一控制信号Sc1而提供迟滞信号Sh至开关单元106。迟滞信号Sh控制开关单元在负载量Vl大于等于可调启动阈值A～C的启动点A1时导通，以控制风扇300进入工作模式Mw，且控制开关单元106在负载量Vl小于可调启动阈值A～C的关断点A2时关断，以控制风扇300进入待机模式My。值得一提，于图3A、图3B中，工作电压Vcc可以为3V、5V、12V等使电路正常运作的电压值，但为避免电压值混淆，因此于图3A、图3B中皆以”Vcc”表示。此外，于图3B中未叙述的元件及元件的控制方式皆与图3A相同，在此不再加以赘述。

具体而言，迟滞单元108可以由误差放大器EA所构成，且误差放大器EA的第一端X接收第一控制信号Sc1，第二端Y接收参考电压Vref。误差放大器EA根据第一端X与第二端Y的误差而提供迟滞信号Sh至开关单元106，使开关单元106的导通与关断产生迟滞的效果。在启闭单元10启动风扇300使风扇300进入工作模式Mw后，若负载量Vl回到阈值设定单元104所设定的启动点A1时，风扇控制电路100暂时不会控制风扇300停转而进入待机模式My。须等到负载量Vl再降低至对应参考电压Vref的关断点A2时，风扇控制电路100才控制风扇300停转而进入待机模式My。其中，图2B实施例的曲线图可利用图3B的风扇控制电路100’实施。

值得一提，于本发明的一实施例中，启闭单元10与转速调整单元20如同图3A，也可分别包括第一单向导通元件D1与第二单向导通元件D2。此外，于本发明的一实施例中，迟滞单元108内部电路可以不以图3B的架构为限。换言之，举凡可实现上迟滞单元108的控制方式的电路、软件或固件结构，皆应包含在本实施例的范畴当中。

请参阅图3C为本发明具有温度补偿的风扇控制电路第三实施例的电路图，再配合参阅图1～图3B。在此实施例中，风扇控制电路100”的电路结构与各元件的功能与图3A相似，其简化了图3A的部分电路或元件(例如但不限于，不包括电压随耦单元206)。有关各电路或各元件的功能及耦接方式相似于图3A，在此不再加以赘述。

另外一方面，再参阅图1～图2B，当风扇控制电路100为软件或固件控制的微控制器时，启闭单元10与转速调整单元20为软件或固件所构成的应用程序。微控制器根据负载信号Sa得知负载200的负载量Vl，且根据温度信号St得知负载200的温度。启闭单元10通过软件或固件设定风扇300启动的可调启动阈值A～C，且在负载量Vl大于等于可调启动阈值A～C时，启闭单元10启动风扇300，且使风扇控制电路100提供定频固定频率与占空比的脉宽调变信号(即控制信号Sc)至风扇300，以控制风扇300进入工作模式Mw中的定速模式Mf。此时，风扇300的转速值Sv维持在第一固定转速S1。转速调整单元20根据负载脱离轻载的时点设定调速阈值为第一调速阈值B1，在负载量Vl低于第一调速阈值B1时，启闭单元10控制风扇300的转速值Sv维持在第一固定转速S1，且在负载量Vl高于第一调速阈值B1时，转速调整单元20控制风扇300进入调速模式Ms。在风扇300进入调速模式Ms时，转速调整单元20根据负载量Vl的大小调整脉宽调变信号的频率或占空比，以调整转速值Sv。最后，在负载量Vl已提升至风扇300转速值Sv的上限值Su时，风扇300进入全速模式Mm。此时，脉宽调变信号的频率与占空比调整为系统上限值。

风扇300进入工作模式Mw时，转速调整单元20根据负载200的温度设定转速位移量Vs，转速位移量Vs的变化对应负载200温度的变化，且转速调整单元20提供转速位移量Vs调整脉宽调变信号的频率或占空比，以补偿转速值Sv。值得一提，当风扇控制电路100为软件或固件控制的微控制器时，除了脉宽调变信号的差异外，其余控制方式皆相似于图2A与图2B，在此不再加以赘述。此外，因应控制风扇300转速值Sv的方式有电压控制与脉宽调变控制，因此利用电压控制的风扇类型与利用脉宽调变控制的风扇类型也会有所不同。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有温度补偿的风扇控制电路，其特征在于，包括：

一启闭单元，接收对应一负载的一负载量的一负载信号，且耦接一风扇，该启闭单元包括：

一启动电路，接收该负载信号与一启动信号；及

一开关单元，一端耦接该启动电路，且另一端耦接该风扇；及

一转速调整单元，接收该负载信号与对应该负载的一温度的一温度信号，且耦接该风扇与该开关单元，以根据该负载信号与该温度信号提供一转速信号至该风扇；

其中，该启闭单元设定一可调启动阈值，且根据该负载信号判断该负载量大于等于该可调启动阈值时，控制该风扇进入一工作模式；在该工作模式且该启闭单元判断该负载量小于一调速阈值时，该启闭单元控制该风扇进入一定速模式，且将该风扇的一转速值维持在一第一固定转速；该转速调整单元判断该负载量大于等于该调速阈值时，该转速调整单元控制该风扇进入一调速模式，且该转速调整单元根据该负载量的大小调整该转速值；该转速调整单元根据该温度信号产生一转速位移量，且在该风扇进入该工作模式时，提供该转速位移量补偿该转速值；及

其中，该启动电路根据该负载信号与该启动信号判断该负载量是否大于等于该可调启动阈值而提供一第一控制信号，该开关单元根据该第一控制信号而导通或关断而控制该风扇进入该工作模式；当该第一控制信号导通该开关单元时，该风扇的输入端接收一工作电压而控制该转速值固定在该第一固定转速，在该转速信号的电压超过该工作电压时，则依该转速信号控制该转速值；

该转速调整单元设定对应一第一温度之一第一调速阈值，且根据该转速位移量位移该第一调速阈值为一第二调速阈值；在该风扇进入该定速模式，且该温度到达满足对应该第二调速阈值的一第二温度时，该转速调整单元依据该第二调速阈值而控制该风扇进入该调速模式，且该转速值仍由该第一固定转速开始向上调整，其中该第一温度小于该第二温度，该第一调速阈值大于该第二调速阈值。

2.如权利要求1所述的风扇控制电路，其特征在于，该转速调整单元包括：

一温度补偿电路，接收该负载信号与该温度信号；

一转速调整电路，耦接该温度补偿电路；及

一晶体管，耦接该温度补偿电路与该风扇；

其中，该温度补偿电路根据该温度信号提供一补偿值补偿该负载信号为一第二控制信号，该转速调整电路根据该第二控制信号提供一驱动信号至该晶体管，该晶体管根据该驱动信号的大小调整该风扇的转速值。

3.如权利要求2所述的风扇控制电路，其特征在于，该启闭单元更包括：

一迟滞单元，耦接该启动电路与该开关单元；

其中，该迟滞单元根据该第一控制信号而提供一迟滞信号至该开关单元；该迟滞信号控制该开关单元在该负载量大于等于该可调启动阈值的一启动点时导通，以控制该风扇进入该工作模式，且控制该开关单元在该负载量小于该可调启动阈值的一关断点时关断，以控制该风扇进入一待机模式。

4.如权利要求1所述的风扇控制电路，其特征在于，该风扇控制电路通过一控制信号控制该转速值，且该控制信号为一电压；在该定速模式时，该启动电路控制该电压为一固定电压，以维持该转速值在该第一固定转速；在调速模式，该转速调整单元根据该负载量的大小调整该电压的大小，以调整该转速值。

5.如权利要求1所述的风扇控制电路，其特征在于，该启闭单元通过一阈值设定单元设定该可调启动阈值，且该阈值设定单元为一可变电阻、一精密可变电阻、一多段分压电路、一多段比较电路、一多段触动开关、一指拨开关及一微控制器的其中一者。

6.一种具有温度补偿的风扇控制方法，其特征在于，该风扇控制电路包括一开关单元，且该风扇控制方法包括下列步骤：

根据一负载信号得知一负载的一负载量，且根据一温度信号得知该负载的一温度；

设定一可调启动阈值，且判断该负载量大于等于该可调启动阈值时，控制一风扇进入一工作模式；

在该工作模式且判断该负载量小于一调速阈值时，控制该风扇进入一定速模式，且将该风扇的一转速值维持在一第一固定转速；

在该工作模式且判断该负载量大于等于该调速阈值时，控制该风扇进入一调速模式，且根据该负载量的大小调整该转速值；

根据该温度设定一转速位移量，且在该风扇进入该工作模式时，提供该转速位移量补偿该转速值；

其中，控制该转速值的一控制信号为一电压，且该风扇控制方法更包括下列步骤：

根据该负载信号与该温度信号提供一转速信号至该风扇，且根据该负载信号与一启动信号判断该负载量是否大于等于该可调启动阈值而提供一第一控制信号；

根据该第一控制信号而导通或关断该开关单元而控制该风扇进入该工作模式；

当该第一控制信号导通该开关单元时，该风扇的输入端接收一工作电压而控制该转速值固定在该第一固定转速；及

在该转速信号的电压超过该工作电压时，则依该转速信号控制该转速值；

设定对应一第一温度之一第一调速阈值，且根据该转速位移量位移该调速阈值为一第二调速阈值；在该风扇进入该定速模式，且该温度到达满足对应该第二调速阈值的一第二温度时，依据该第二调速阈值而控制该风扇进入该调速模式，且该转速值仍由该第一固定转速开始向上调整，其中该第一温度小于该第二温度，该第一调速阈值大于该第二调速阈值。

7.如权利要求6所述的风扇控制方法，其特征在于，更包括：

在该负载量大于等于该可调启动阈值的一启动点时，控制该风扇进入该工作模式；及

在该负载量小于该可调启动阈值的一关断点时，控制该风扇进入一待机模式。

8.如权利要求6所述的风扇控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

在该定速模式时，控制该电压为一固定电压，以维持该转速值在该第一固定转速；及

在该调速模式，根据该负载量的大小调整该电压的大小，以调整该转速值。